大型风电机组应该拥有更多的功能效益表现,以适应风电建设中十分复杂的应用需求与状况变化,特别是风电机组在实现大型化之后应该同时具备更大幅度、更高效能与更多方式的调控手段与调控形成能力与其形成效果的配合,如只采用转桨改变出力的调控方式难于满足优势化的应用需求与风力强度的巨大范围变化,从而将减少投资收益的程度。
何况,通过变化风力攻击大型叶片角度的转桨调控方式所形成的调控准确性与成效性值得商榷,其或是成为导致当前大型风电不稳定的成因之一?(注:通过叶片转桨调控是轴流式水轮机出力调控的方式,但与通过导水机构控制的水电站水流水压与密度进行比较,自然界的风力要不稳定的多,稀疏的多,此外通过采用叶片攻击角度变化调控也难于完全适应自然界风力强度的不断变化,可能发生驱动力的漂移与驱动力的变化,导致风电稳定性的下降)。
更为大型的风电机组必须采用“多发电机系统”以适应大型风机对于风力强度大范围变化的调控和巨型风电机组对出力能力大范围变化的大幅度调控(注:当风机设计功率超过3-5-10兆瓦及以上功率能力后,对于大型风力机出力能力大幅度范围变化的适用性要求就会愈加强烈,以使其能够充分利用各种风力强度形成风力发电与实现其运行速度的宽幅调控。这与过去中小型定桨式风电机组“被动”采用双发电机进行调控的出发点不同,创新技术是“主动”采用多发电机并且形成与另外的高效调控系统形成调控配合),而其庞大的多发电机系统必须设置在地面(海面);这样还能方便安装与维护,又可避免高寒高热的破坏性影响。
5.拓展难成因的技术解析
风电机组的更大型化发展是实现高效、低价、简捷、方便设计、生产、安装、应用与稳定化运行唯一有效的途径与手段,向着更大能力、更高效能、更强适用性的拓展预期也是支持与推动风电产业更大规模发展的原动力,但从现有大型风电机组的整体形态与结构的上述分析中可以看出,实现上述许多功能与能力需求的努力难有更大的拓展空间,因为在克服其中之一缺陷的过程中另一相关方面的问题会形成相互制约,难于两全其美,如:更进一步放大其叶片设计规格空间的努力将导致重量、成本与故障率的更高发生,而某些功能性缺陷的完善努力(如:在高空设置大型多发电机系统)将永远无法实现。
6.结语
明显可见,在小型水平轴三叶桨风力发电机形态基础上,通过逐步放大设计规格过渡形成的现有大型风电的形态与性能,会产生出如上列举的诸多在小型风电机组上并不具有的性能缺陷、结构问题与应用困难。
能够客观、及时、全面、清楚地了解现有大型风电设备的技术发展现状可以对投资决策提供预期有益的提示、参考。其同时也是构成探索更加适合大型风电机型特点的优秀创新方案最为原始的思维动力与基础。
值得高兴的是,经过长期的努力与完善,当前多种全新结构形态的大型风电机组的技术设计方案已经出现,其将全面优质解决上述多方面的难题,并可实现设计规模越大,单位千瓦成本越低,综合效益越高的趋势发展态势,其可形成多样化的宏大设计与规模建设,并可在不同应用条件下形成最佳机型的应用选择,其有望使风电的上网电价低于或是大幅度的低于煤电(在不同风力状况与机组建设规模的情况下)。